桥梁钻孔灌注桩施工控制方法

1 桥梁钻孔灌注桩施工控制方法桥梁钻孔灌注桩施工控制方法 关键词关键词 桥梁孔桩 施工控制 前言 前言 保证桥梁钻孔灌注桩质量的主要关键是施工工艺的控制 在桩 身混凝土施工过程常易出现事故 必须及时采取措施补救 本文结 合在桥梁钻孔灌注桩施工方面的总结 提出桩身施工过程中的一些 常见问题以及处理方法 1 首批混凝土灌注量 首批混凝土灌注量 在灌注钻孔桩混凝土时 首次灌注量非常重要 在这一次灌注 后 导管埋入混凝土中的深度不小于 1 0m 规范要求 为保证继续 灌注混凝土打好基础 首次灌注量的计算公式如 1 式 V 4 H1d2 H0D2 K 1 而 H1 H H0 0 2 式中 V 第一次灌注量 m3 H1 导管内混凝土高度 m d 导管直径 m 一般取 d 0 25m Ho 第一次灌注高度 H0 h1 h0 m h1 导管口埋深 m 取 h1 1 0m ho 导管口离桩底高度 m 取 ho 0 4m D 桩径 m H 桩深 m 2 o 混凝土容重 kN m3 取 o 24kN m3 清孔后孔内泥浆容重 kN m3 反循环清孔后 泥浆容 重小 为 10 8 11 2 正循环清孔后 泥浆容重大 为 12 0 12 5 为计算方便起见取 11 5 k 扩孔系数 一般土质为 1 10 软土为 1 15 1 20 取 k 1 10 为了工作方便 按导管埋深 1 m 计算后第一次灌注量如表 1 表 1 桩径 mm800100012001500 桩深 mm 204060204060204060204060 混凝土灌 注量 m3 1 281 822 361 712 252 792 242 783 323 323 764 30 1 如表所述 施工时按桩径和桩深来制作或选择储料斗 一般 来说 储料斗容积 2m3左右适用于 800mm 1000mm 的桩径 对于 1200mm 1500mm 的桩径 容积需更大一些 2 在相同桩径及导管埋深时 桩深不同 混凝土容积也不同 如 桩径 1000mm 导管口埋深 1 0m 而对于桩深 20m 40m 60m 则容积相应为 1 71 m3 2 25 m3 2 79 m3 究其 原因是桩身越深 第一次灌注后 在导管内的混凝土用于平衡导管 外孔内泥柱压力的高度就越高 按式 2 计算 对于上面这个例子 导管内混凝土柱高度分别为 9 3m 19 3m 29 3m 如果用正循环清 孔 泥浆比重大 则这个高度还会更大 2 防止钢筋笼上浮的简易方法 防止钢筋笼上浮的简易方法 3 发生钢筋笼上浮事故的原因有两种 1 对于非全桩式 一般指摩擦桩 的钢筋笼 在灌注过程中 下 部的混凝土到达钢筋笼底部能把钢筋笼向上拱 2 导管不正 在提升导管时法兰盘挂住钢筋笼 把钢筋笼朝上 提 对于前者 可在钢筋笼就位前 算准深度 在钢筋笼下面用 8 号铁丝吊 3 5 块较大的片石块或同等标号混凝土块 当钢筋笼到位 时 石块或棍凝土块被混凝土压住起牵制作用 对于后者 就是在提升导管时 尽量保持导管在孔中心处 避 免法兰盘挂住钢筋笼 把钢筋笼朝上提 3 防止灌注时发生 防止灌注时发生 气塞气塞 的方法的方法 在灌注混凝土过程中 特别是用吊车提升大斗灌注时 犹如一个密 不透风的活塞朝导管内压下 管内的空气被压缩到一定程度 成为 气包 顶住了混凝土灌注不下 形成了所谓的 气塞 现象 为了 预防此类事故的发生 方法有两种 1 吊车的混凝土料斗在放料时 不要太对正导管中心 可以朝 储料斗一旁靠 这样使棍凝土进入导管可以有个前后错开的过程 2 在导管内挂一根长约 3 5m 有筛眼的钢管 弯成钩形 吊在 储料斗上 防止掉入导管内 这根钢管既可让混凝土错开下入 又 起透气作用 4 导管进水的预防和处理方法 导管进水的预防和处理方法 4 1 主要原因主要原因 1 首批混凝土储量不足 或虽然混凝土储量已够 但导管底口 4 的间距过大 混凝土下落后不能埋没导管底口 以致泥水从底口进 入 2 导管接头不严 接头间橡皮垫被导管高压气浪挤开 或焊缝 破裂 水从接头或焊缝中流入 3 导管提升过猛 或测深出错 导管底口超出原混凝土面 底 口涌入泥水 4 2 预防和处理方法预防和处理方法 1 对上述 1 原因引起的 应立即将导管提出 散落在孔底的混 凝土拌和物用反循环钻机的钻杆通过泥石泵吸出 或者用空气吸泥 机 水力吸泥机以及抓斗清出 不得巳时需要将钢筋笼提出采取复 钻清除 然后重新下放骨架 导管并投入足够储量的首批混凝土 重新灌注 2 对上述 2 3 原因引起的 应视具体情况 拔换原管重下新 管 或用原导管插入续灌 但灌注前均应将进入导管内的水和沉淀 土用吸泥和抽水的方法吸出 如系重下新管 必须用潜水泵将管内 的水抽干 才可继续灌注混凝土 为防止抽水后导管外的泥水穿透 原灌混凝土从导管底口翻入 导管插入混凝土内应有足够深度 一 般宜大于 200cm 由于潜水泵不可能将导管内的水全部抽干 续灌 的混凝土配合比应增加水泥量 提高稠度后灌入导管内 灌入前将 导管进行小幅度抖动或挂振捣器振动片刻 使原混凝土损失的流动 性得以弥补 以后灌注的混凝土可恢复正常的配合比 3 若混凝土面在水面以下不很深 未初凝时 可于导管底部 设置用混凝土特制的防水塞 将导管重新插入混凝土内 导管侧面再 5 加重力 以克服水的浮力 导管内装灌混凝土后稍提导管 利用新 混凝土自重将底塞压出 然后继续灌注 若如混凝土面已初凝 导管不能重新插入混凝土时 可在原护筒内面加设直径稍小的钢护 筒 用重压或锤击方法压入原混凝土面以下适当深度 然后将护筒 内的水 泥浆 抽除 并将原混凝土顶面的泥渣和软弱层清除干净 再 在护筒内灌注普通混凝土至设计桩顶 5 坍孔 坍孔 在灌注过程中如发现井孔护筒内水 泥浆 位忽然上升溢出护筒 随即骤降并冒出汽泡 应怀疑是坍孔征象 可用测深仪探头或测深 锤探测 如原系停挂在混凝土表面上测深锤被埋不能上提 或测深 仪探头测得的表面深度达不到原来的深度 相差很多 均可证实发 生坍孔 坍孔原因可能是护筒底脚周围漏水 孔内水位降低 或在潮汐 河流中涨潮时 孔内水位差减小 不能保持原有静水压力 以及由 于护筒周围堆放重物或机械振动等 均有可能引起坍孔 发生坍孔后 应查明原因 采取相应措施 如保持或加大水头 移开重物 排除振动等 防止继续坍孔 然后用吸泥机吸出坍入孔 中的泥土 如不继续坍孔 可恢复正常灌注 如坍孔仍不停止 坍塌部位较深 宜将导管拔出 将混凝土钻 开抓出 同时将钢筋抓出 只求保存孔位 再以粘土掺砂砾回填 待回填土沉实时机成熟后 重新钻孔成桩 6 卡管 卡管 在灌注过程中 混凝土在导管中下不去 称为卡管 卡管有以 6 下两种情况 1 初灌时隔水栓卡管 或由于混凝土本身的原因 如坍落度过 小 流动性差 夹有大卵石 拌和不均匀 以及运输途中产生离析 导管接缝处漏水 雨天运送混凝土未加遮盖等 使混凝土中的水泥 浆被冲走 粗集料集中而造成导管堵塞 处理办法可用长杆冲捣管内混凝土 用吊绳抖动导管 或在导 管上安装附着式振捣器等使隔水栓下落 如仍不能下落时 则须将 导管连同其内的混凝土提出钻孔 进行清理修整 注意切勿使导管内 的混凝土落入井孔 然后重新吊装导管 重新灌注 一旦有混凝土 拌合物落入井孔 须将散落在孔底的拌合物粒料等予以清除 提管 时应注意到导管上重下轻 要采取可靠措施防止翻倒伤人 2 机械发生故障或其它原因使混凝土在导管内停留时间过久 或灌注时间持续过长 最初灌注的混凝土已经初凝 堵在管内 预 防方法应在灌注前仔细检修灌注机械 并准备备用机械 发生故障 时立即调换备用机械 同时采取措施 加速混凝土灌注速度 必要 时 可在首批混凝土中掺入缓凝剂 以延缓混凝土的初凝时间 当灌注时间巳久 孔内首批混凝土巳初凝 导管内又堵塞有混 凝土 此时应将导管拔出 重新安装设钻机 利用较小钻头将钢筋 笼以内的混凝土钻挖后吸出 用冲抓锥将钢筋骨架逐一拔出 然后 以粘土掺砂砾填塞井孔 待沉实后重新钻孔成桩 7 埋管 埋管 导管无法拔出称为埋管 其原因是 导管埋入混凝土过深 或 导管内外混凝土已初凝使导管与混凝土间摩阻力过大 或因提管过 7 猛将导管拉断 预防办法 应严格控制埋管深度 一般宜控制在 2 6m 在导 管上端安装附着式振捣器 拔管前或停灌时间较长时 均应适当振 捣 使导管周围的混凝土不致过早初凝 首批混凝土掺入缓凝剂 加速灌注速度 导管接头螺栓事先应检查是否稳妥 提升导管时不 可猛拔 处理埋管事故 初时可用链滑车 千斤顶试拔 如仍拔不出 凡属并非因混凝土初凝流动性损失过大的情况 可插入一直径稍小 的护筒至已灌混凝土中 用吸泥机吸出混凝土表面泥渣 派潜水工 下至混凝土表面 在水下将导管齐混凝土面切断 拔出小护筒 重 新下导管灌注 此桩灌注完成后 上下断层间 应按灌注桩补强方 法予以补强 8 灌注桩补强方法 灌注桩补强方法 灌注桩的各种质量事故 其后果均会导致桩身强度的降低 需 要作补强处理 事前 应会同主管部门 设计单位 工程监理以及 施工单位 共同研究 提出切实可行的处理办法 一般采用压入水 泥浆补强的方法 其施工要点如下 1 对需补强的桩 除用地质钻机钻一个取芯孔外 用无破损深测 法探测的桩要钻两个 应再钻一个孔 一个用做进浆孔 另一个用做出浆孔 孔深要求达 到补强位置以下 1 m 柱桩则应达到基岩 2 用高压水泵向一个孔内压入清水 压力不宜小于 0 5 0 7 MPa 将夹泥和松散的混凝土碎渣从另一个孔冲洗出来 直到排出 8 清水为止 3 用压浆泵压浆 第一次压入水灰比为 0 8 的纯水泥稀浆 宜用 32 5 级水泥 进浆管应插入钻孔 1 0m 以上 用麻絮填塞进浆管周 围 防止水泥浆从出浆口冒出 待孔内原有清水从出浆口压出来以 后 再用水灰比 0 5 的浓水泥压入 4 为使浆液得到充分扩散 应压一阵停一阵 当浓浆从出浆口 冒出后 停止压浆 用碎石将出浆口封填 并用麻袋堵实 5 最后用水灰比为 0 4 的水泥浆压入 并增大灌浆压力至 0 7 0 8 MPa 关闭进浆闸 稳压闷浆卸 20 25min 压浆工作即可 结束 压浆工作结束后 水泥浆硬化以后 应再作一次钻芯 检查补 强效果 如断桩夹泥情况巳排除 认为合格后 可交付使用 否则 应重钻补桩或会同有关单位研究其它补救措施 9 预防断桩事故的措施 预防断桩事故的措施 断桩事故是钻孔灌注桩施工中最大的事故 造成断桩事故有人 为因素与自然因素 而人为因素是主要的 人为因素中一是责任心 与管理体制问题 二是技术水平问题 因此 只有采取综合措施才 能防止断桩事故的发生 1 灌注混凝土时 专人负责 一桩到底 2 制作储料斗时 宁大勿小 对于第一次灌注 如用吊车上料 可多备一大斗混凝土 在灌注开始后迅速补进储料斗 宁多勿少 3 下导管时 对每一节导管进行认真检查 密封性不好不能下 入孔内 9 4 隔水栓应能顺利通过导管 隔水栓下可多垫几层水泥纸袋 以增强隔水效果 5 对于技术人员来说 灌进多少混凝土 桩内混凝土柱有多高 应心中有数 并要实测检验 以便确定提升导管的时刻 6 每一次提升导管时 一定要测定孔内导管外侧混凝土柱的高 度 导管提升后 导管口埋深至少 1 m 7 必须配有备用电源和拌和设备 8 混凝土配料与取样严格按设计要求办理 9 工作中密切配合 一环扣一环 一气呵成 做到准确 快速 地灌注每一根桩 10 灌注混凝土注意要点 灌注混凝土注意要点 1 灌注混凝土过程中 认真观察孔口泥浆上翻情况 发现混凝 土灌注后孔中泥浆不翻出 应及时活动导管或提导管 使泥浆能翻 出孔口 正常后继续灌注混凝